Add the fabrication spec and document the RF constraints a reviewer flagged

Four RF points came back from review. Two were real gaps, two were already
sound but undocumented, and one premise was stale.

Real gap 1 - nothing told the fab this is a controlled-impedance board.
docs/FABRICATION.md now carries the stackup (JLC08161H-3313, layer by layer
with dielectric heights and Er), the two impedance targets (RF50_CPWG 50 ohm at
0.164/0.200 on F.Cu over L2, USB90_DIFF 90 ohm at 0.135/0.150), the process
minima, and an explicit request that the vendor confirm the widths with their
own field solver. It records that JLC models this as
CoatedCoplanarWaveguideWithLowerGnd1B assuming 1.6 mil finished outer copper,
0.6 mil soldermask at Er 3.8 and top width = base - 0.7 mil, and that copper
thickness alone moves this geometry by more than 10 ohm - which is why the
number has to be fixed by the vendor's model rather than ours. It also states
the decision rule: 44 ohm is still 24 dB return loss and not the worst term in
the chain, so the geometry should not be changed unless the vendor reports
below that.

Real gap 2 - the active-antenna requirement was implied everywhere but never
quantified. hardware/README.md and docs/INTERFACES.md now state it plainly:
with both internal LNAs off the mixer input is the first active stage at
10.3 dB NF, so a ~25 dB active antenna gives ~1.65 dB system NF while a passive
antenna puts it above 12 dB and the receiver is unusable. The same section now
explains why the SAW is not optional either.

Documented, not changed - the launch relief. Its ~37 ohm / 30 dB figure is a 2D
quasi-static estimate of a genuinely 3D transition (connector, board edge, pad
overhang) and is now labelled as such, with 3D EM or VNA named as what would
settle it. The unrelieved case was 10.7 ohm / 12 dB, so the improvement holds
regardless of the exact figure.

Documented, not changed - the bias choke. Its 2.1 GHz SRF sits above 1575 MHz,
so the choke is still inductive and the proximity raises |Z| from 554 to about
1270 ohm, which helps a bias tee rather than hurting it. Swept +/-10% on both L
and SRF: |Z| stays above 900 ohm, return loss above 30 dB, insertion loss below
0.003 dB.

Stale premise - the review tied the impedance to "the inconsistent stackup".
That inconsistency was fixed in 791ca5c, and the F.Cu-to-L2 construction that
sets the RF impedance (3313 prepreg, 0.0994 mm, Er 4.1) was in fact identical
in both the old ten-layer and the current eight-layer stacks, so the CPWG
geometry never actually moved.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
Claude-Session: https://claude.ai/code/session_012KaTmCCxCEW4awsmXRNT1d
This commit is contained in:
onur
2026-09-01 18:19:22 +03:00
parent 791ca5c9fa
commit 1218c33aa4
5 changed files with 103 additions and 0 deletions
+80
View File
@@ -0,0 +1,80 @@
# Üretim ve kontrollü empedans şartnamesi
Bu dosya üreticiye verilecek şartnamedir. Gerber ve drill dosyaları tek
başlarına kontrollü empedansı ısmarlamaz; sipariş sırasında aşağıdaki stackup
ve empedans hedefleri açıkça belirtilmelidir.
## Kart
| Öğe | Değer |
|---|---|
| Boyut | 155.05 x 90.05 mm |
| Katman | 8 |
| Kalınlık | 1.6 mm |
| Stackup | **JLC08161H-3313** (JLCPCB standart 8 katman) |
| Dış bakır | 1 oz baz |
| İç bakır | 0.5 oz |
| Yüzey | ENIG |
| Min hat/aralık | 0.10 mm / 0.10 mm |
| Min delik | 0.225 mm |
| Min annular ring | 0.1125 mm |
## Katman dizilimi
```
F.Cu sinyal + RF 35 um
prepreg 3313 0.0994 mm er 4.1 <-- RF empedansını bu belirler
L2_GND kesintisiz GND 15.2 um
core 0.1000 mm er 4.36
L3_SIG sinyal 15.2 um
prepreg 3x2116 0.3568 mm er 4.16
L4_PWR güç plane 15.2 um
core 0.3000 mm er 4.41
L5_SIG sinyal 15.2 um
prepreg 3x2116 0.3568 mm er 4.16
L6_SIG sinyal + VCC1V8 15.2 um
core 0.1000 mm er 4.36
L7_GND kesintisiz GND 15.2 um
prepreg 3313 0.0994 mm er 4.1
B.Cu sinyal + VCC3V3 35 um
```
## Kontrollü empedans hedefleri
| Net sınıfı | Yapı | Katman | Referans | Geometri | Hedef |
|---|---|---|---|---|---|
| `RF50_CPWG` | Coplanar waveguide + alt GND | F.Cu | L2_GND | hat 0.164 mm, GND aralığı 0.200 mm | 50 ohm tek uçlu |
| `USB90_DIFF` | Coplanar diferansiyel çift | F.Cu | L2_GND | hat 0.135 mm, çift aralığı 0.150 mm | 90 ohm diferansiyel |
**Üreticiden istenen:** yukarıdaki hedefler için kendi field-solver'ı ile hat
genişliğini doğrulaması ve gerekirse düzeltilmiş genişliği bildirmesi.
JLCPCB'nin modeli `CoatedCoplanarWaveguideWithLowerGnd1B`'dir ve 1 oz dış bakır
için 1.6 mil bitmiş bakır kalınlığı, 0.6 mil solder mask (er 3.8) ve
taban genişliği - 0.7 mil üst genişlik varsayar.
Tasarımın kendi hesabı 0.164 mm / 0.200 mm için yaklaşık 44-50 ohm verir
(bkz. `scripts/finalize_routing.py` `route_rf`). Bakır kalınlığı bu geometride
sonucu 10 ohm'dan fazla kaydırdığı için nihai değer üreticinin modeliyle
sabitlenmelidir. 44 ohm bile 24 dB return loss demektir ve RF zincirinin en
kötü terimi değildir, dolayısıyla üretici 44 ohm'un altını bildirmedikçe
geometri değiştirilmemelidir.
## Alan çözücü ile doğrulanması gereken tek yapı
J2 edge-launch SMA pad'i 1.5 mm genişliğindedir ve 0.164 mm'lik hattan çok
daha geniştir. Pad'in altında L2 ve L3 `RF_LAUNCH_RELIEF` ile boşaltılmıştır;
referans 0.587 mm aşağıdaki L4'e iner. Tasarımın 2B yarı-statik tahmini bu
launch için yaklaşık 37 ohm ve 30 dB return loss verir.
Bu bir 2B tahmindir. Konnektör geçişi, kart kenarı ve pad taşması gerçek bir
3B yapıdır; kesin değer 3B EM simülasyonu veya VNA ölçümü ister. Boşaltmasız
hâli 10.7 ohm ve 12 dB idi, yani boşaltma her hâlükârda büyük bir iyileştirmedir;
doğrulama, iyileştirmenin ne kadar olduğunu belirlemek içindir.
## Anten şartı
Kart **aktif anten gerektirir**. MAX2771'in dahili LNA'ları kapalıdır ve mixer
girişi doğrudan sürülür; bu girişin gürültü figürü **10.3 dB**'dir. Yaklaşık
25 dB kazançlı ve 1.5 dB NF'li bir aktif antenle sistem NF'i ~1.65 dB olur.
**Pasif antenle sistem NF'i 12 dB'in üzerine çıkar ve alıcı kullanışsızdır.**
J5 ile anten beslemesi OFF / 3.3 V / 5 V seçilir; U27 akımı 100 mA ile sınırlar.